Patientenregister Neurogenetik

Patienten, die in der Neurogenetik-Klinik mit einem klinischen Phänotyp oder einem Stammbaum gesehen werden, der für eine genetische Erkrankung spricht, werden für die Studie berücksichtigt. Autosomal-rezessive Vererbung wird von mindestens zwei betroffenen Geschwistern mit gesunden Eltern vorgeschlagen, die möglicherweise auch andere nicht betroffene Kinder haben. Autosomal-dominante Vererbung wird von mehreren betroffenen Familienmitgliedern in mehreren Generationen vorgeschlagen. Fehlende Familienanamnese könnte auf autosomal rezessive Vererbung oder de novo autosomal dominante Vererbung hindeuten.

Die Einverständniserklärung wird vor allen Forschungsverfahren oder Gentests abgeschlossen. Patienten, die in der Neurogenetik-Klinik behandelt werden, werden während ihres routinemäßigen Klinikbesuchs auf die Teilnahme an der Neurogenetik-Studie angesprochen. Eltern von pädiatrischen Patienten, die in der Klinik gesehen werden, werden gebeten, ihre schriftliche Einverständniserklärung abzugeben. Nach Einverständniserklärung werden anonymisierte Patientendaten von einem Mitglied des Studienteams in eine Datenbank eingegeben. Wenn auch die Teilnahme am Biorepository genehmigt wird, werden verfügbare gelagerte Proben deidentifiziert und in den spezifischen Labors oder in einem Labor des Kooperationspartners aufbewahrt

Im Fall eines verstorbenen bekannten Neurogenetik-Patienten kann der gesetzlich bevollmächtigte Vertreter (oder der nächste Angehörige) eines verstorbenen Patienten kontaktiert werden, um die Erlaubnis zu erteilen, Forschungsdaten und gelagerte Proben in diese Studie aufzunehmen. Auch hier werden ihre geschützten Gesundheitsinformationen (einschließlich aller Proben, die klinisch aus Biopsien oder bei der Autopsie gewonnen wurden) gesichert und für ihre Teilnahme anonymisiert.

Untersucht werden unmittelbare Familienmitglieder (betroffene Person, betroffene und nicht betroffene Geschwister und Eltern) mit dem Ziel, mindestens eine Familie im Trio (Mutter, Vater, betroffenes Kind) zu untersuchen. In einigen Fällen kann die Familie eine verstorbene Person mit hinterlegter DNA zur Verfügung haben. Bei Interesse der Familie an der Aufnahme dieser Proben wird eine schriftliche Zustimmung der nächsten Angehörigen des Erblassers oder der Testamentsvollstrecker eingeholt.

Familienanamnese, die auf eine genetische Erkrankung hindeutet, die mit den verfügbaren Diagnosemethoden nicht diagnostiziert wurde, wird nach einer umfassenden genetischen Untersuchung für die Studie berücksichtigt. Betroffene Personen werden neben ihren betroffenen und nicht betroffenen Geschwistern und ihren beiden Elternteilen für die Studie berücksichtigt.

Die Forschungssubjekte werden von einem Mitglied des Studienteams gesehen, um das Forschungsprotokoll zu besprechen und eine Einverständniserklärung einzuholen. Sie werden auch in der Klinik gesehen, sobald wir die endgültigen Ergebnisse der Forschungsstudie zur genetischen Beratung haben und um die Ergebnisse zu besprechen. Bei Bedarf werden sie aus anderen klinischen Gründen, die nicht mit der Forschung in Zusammenhang stehen, in der Klinik untersucht.

Methodik:

Für Ziel 1: Es wurde eine Neurogenetik-Klinik mit 2 klinischen Kinderneurologen und einem genetischen Berater eingerichtet, wo nicht diagnostizierte Patienten mit einer potenziellen neurogenetischen Erkrankung untersucht und klinisch angemessene Tests angeordnet werden. Patienten mit diagnostizierten neurogenetischen Störungen werden gegebenenfalls auch für eine Längsschnittbehandlung und Neubewertung nachbeobachtet.

Für Ziel 2: Eine informierte Einwilligung wird eingeholt und eine genetische Beratung vor dem Test wird bereitgestellt. Es werden klinisch angemessene Tests angeordnet, einschließlich Blutentnahme, Entnahme von Urinproben, Entnahme von Wangenabstrichen und bei Bedarf Gewebebiopsieproben. DNA-Proben aus den oben genannten Tests, die nach entsprechenden klinischen Tests übrig bleiben, werden zur Aufbewahrung im Biolager und für weitere geeignete Forschungstests verwendet. Die Sequenzierung der nächsten Generation wird, sofern klinisch angemessen, über verfügbare kommerzielle Labore bestellt, die von der Versicherungsgesellschaft des Patienten genehmigt wurden. Wenn der Versicherungsschutz verweigert wird, werden Forschungstests nach Einverständniserklärung und Vortestberatung angeordnet, die durch unsere Kooperationslabors durchgeführt werden.

Für Ziel 3: Eine Patientendatenbank mit anonymisierten klinischen Informationen, Laboranalysen, Bildgebungsstudien und genetischen Studien wird unterhalten. Ein Biorepository von Blut- und anderen DNA-/Gewebeproben wird im entsprechenden klinischen Labor/Mitarbeiterlabor aufbewahrt. Die Patientendatenbank wird die Identifizierung und Rekrutierung potenziell geeigneter Probanden für die Teilnahme an patientenspezifischen translationalen Forschungsstudien erleichtern, um den Zustand des Patienten besser zu beschreiben oder bei der potenziellen Therapieentwicklung in der Zukunft zu helfen.

Über die University of Pittsburgh wurden Mitarbeiter in mehreren verschiedenen Bereichen identifiziert, um bei der Bereitstellung von Forschungstests der nächsten Generation, bioinformatischen Analysen und Grundlagenforschungsforschern zu helfen, um bei der Funktionsanalyse potenzieller neuer Gene/Varianten unbekannter Bedeutung zu helfen. Die Vision der Initiative ist es, Daten aus neuartigen Gentests an nicht diagnostizierten Patienten auf den Prüfstand zur funktionellen Charakterisierung zu bringen – in der Hoffnung, dass dies den Weg ebnen würde, derzeit verfügbare Medikamente für die personalisierte Behandlung dieser seltenen Patienten oder Hilfe neu zu verwenden Entwicklung neuartiger Therapien in der Zukunft.

Experimenteller Ansatz:

Die Blutentnahme wird nach klinischer Indikation angeordnet, wobei zu Forschungszwecken ein zusätzliches Röhrchen entnommen wird: Bis zu 20 ml Vollblut werden in EDTA-Röhrchen entnommen. Die DNA wird gemäß Standardlaborprotokollen extrahiert. Für verstorbene Personen verwenden wir, falls verfügbar, eine in einer Bank hinterlegte DNA-Quelle. Die nächsten Angehörigen unterzeichnen eine Vollmachtsermächtigung für verstorbene Personen. Die Sequenzierung des gesamten Exoms (Exom-Amplifikation und -Sequenzierung) und/oder die Sequenzierung des gesamten Genoms wird gemäß dem Laborprotokoll durchgeführt und an ein kommerzielles Labor oder ein Labor in Absprache mit einem unserer Mitarbeiter/Berater zu diesem Protokoll gesendet. Die Erforschung des gesamten Exoms durch ein Kooperationslabor wird Patienten angeboten, deren Versicherungsanbieter die klinischen Tests nicht übernehmen.

Die von den Mitarbeitern bereitgestellte bioinformatische Analyse wird verwendet, um die Rohdaten von NGS zu analysieren. Es wird eine Standardanalyse verwendet, um nach Varianten in spezifischen Genen zu suchen, von denen bekannt ist, dass sie genetische Störungen verursachen. Alle gefundenen Varianten der Gesamtexom- oder Gesamtgenomsequenzierung werden dann mit öffentlich verfügbaren Exomen/Genomen aus der dbSNP-Datenbank, dem 1000 Genome Project und dem NHLBI (http://evs.gs.washington.edu/EVS/) verglichen. zum Ausschluss häufiger Varianten und werden mit Daten verglichen, die von ClinVar (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/) sowie ExAC (ExAC.broadinstitute.org) erhältlich sind. Die pathogene Vorhersage von Varianten unter Verwendung verfügbarer Software wie PolyPhen und SIFT wird ebenfalls in der Analyse verwendet. Der Vergleich von Varianten, die bei einem betroffenen Individuum gefunden wurden, mit denen, die bei jedem Elternteil gefunden wurden, reduziert die Anzahl der Kandidatenvarianten weiter. Bei autosomal-dominant vererbten Störungen kann diese Strategie De-novo-Kodierungsvarianten entdecken, vorausgesetzt, dass kein Elternteil ein nicht-exprimierender Träger der Störung ist. Im Gegensatz dazu sollte bei rezessiven Erkrankungen jeder Elternteil eine der bei den betroffenen Kindern identifizierten krankheitsverursachenden Varianten in sich tragen. Bei X-chromosomalen Erkrankungen sollte die Mutter Trägerin der Krankheit sein, es sei denn, sie ist beim Probanden de novo aufgetreten. Der Erhaltungs-Score wie der GERP-Score (Genomic Evolutionary Rate Profiling) wird ebenfalls notiert. Es ist wahrscheinlicher, dass die Veränderung eines hochkonservierten Rests funktionell signifikant ist. Gene mit mehreren Transkripten müssen besonders berücksichtigt werden. In dieser Situation wird die Wirkungsabschätzung auf diejenigen aus kanonischen Transkripten beschränkt, Varianten in Kandidatengenen werden dann durch Sanger-Sequenzierung in einem CLIA-zertifizierten Labor bestätigt.

Bewertung der physiologischen Relevanz: Basierend auf veröffentlichten Literaturberichten ähnlicher Experimente gehen wir davon aus, dass wir < 10 Kandidatengene und vielleicht sogar nur eines identifizieren werden. Wenn mehr als ein Kandidatengen identifiziert wird, werden wir die wahrscheinliche physiologische Relevanz auf verschiedene Weise bewerten. Zunächst werden Aminosäureveränderungen hinsichtlich ihrer Erhaltung über die Evolution bewertet. Es ist wahrscheinlicher, dass die Veränderung eines hochkonservierten Rests funktionell signifikant ist. Als nächstes werden wir die vorhergesagte Gewebeexpression durch Untersuchung von EST-Datenbanken und "virtuellen Northern Blots" bewerten. Aminosäureveränderungen, von denen vorhergesagt wird, dass sie die Proteinstruktur signifikant verändern, werden durch funktionelle Studien weiter bewertet.

Zeitrahmen und Folgestudien: Die vorgeschlagenen Sequenzierungsstudien können nach Erhalt der Probe relativ zügig abgeschlossen werden. Zusätzliche Zeit wird für die bioinformatische Analyse benötigt. Die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Daten werden vom PI verwendet, um Zuschussanträge vorzubereiten, um die zugrunde liegenden molekularen Defekte bei Patienten mit signifikanten Hinweisen auf eine genetische Störung oder bei Patienten mit anerkannten genetischen Syndromen unbekannter Ursache systematisch zu charakterisieren. Vorläufige Daten, die durch dieses Projekt gewonnen werden, werden auch zu zusätzlichen Förderanträgen führen, um den festgestellten Mangel zu untersuchen.

Die Blutabnahme wird bei den betroffenen Personen, gesunden Eltern und nicht betroffenen Geschwistern im Phlebotomielabor des Kinderkrankenhauses der UPMC oder anderen UPMC-Einrichtungen durchgeführt, wo die Patienten vom Laborpersonal untersucht werden. Die Blutentnahme sollte nicht länger als 5-10 Minuten dauern. Mit Einzelpersonen und ihrem lokalen Phlebotomielabor können alternative Vereinbarungen getroffen werden, um die Proben zu erhalten und sie an die Prüfärzte zu senden.